Postradutional modifieringar

Vad är eftertranslationella modifieringar?

Post -translationella modifieringar är reversibla eller irreversibla modifieringar eller kemiska förändringar.

Översättningen är resultatet av "läsning och tolkning" av informationen i generna som finns i den eukaryota kärnan (förekommer också i prokaryoter).

Genuppsättningen av en cell -genom- Det är där instruktionerna är att producera alla strukturella proteiner och enzymer som finns i den cellulära inre, på vilka processerna och vitala funktioner för varje cell beror.

Generna bildas av DNA (deoxyribonukleinsyra), som är en makromolekyl som bildas av två komplementära kedjor av en polymer sammansatt av fyra typer av olika molekyler som kallas kvävebaser, Nämligen: Adenina, Timina, Guanina och Cytosine.

DNA är då ett slags alfabet Med information som läses och översatt.

Innan översättning är information i DNA först transkriven Inom kärnan till en annan mycket liknande molekyl, RNA (ribonukleinsyra), i form av kallade molekyler RNA, som senare transporteras till cytosolen.

RNA är mycket lik DNA, men bildas av en enda kedja bestående av adenin, uracil, guanin och cytosin kvävebaser.

Messenger RNA: er, härrörande från de genetiska kodningsproteinsekvenserna, är därefter "läst" och deras sekvens är översatt I peptidsekvenserna av cellproteiner med hjälp av ribosomer och andra RNA -molekyler kända som Överföring av RNA det, som namnet antyder, De överför aminosyrorna som är lämpliga för proteinet som syntetiseras.

Ordningen i vilken dessa aminosyror tillsätts i de framväxande proteinerna dikteras av sekvensen av generna som kodar för dem, det vill säga i ordning av kvävebaser i DNA -sekvensen.

DNA -baser, transkriberade som RNA, "läses" av ribosomer i trio eller tripletter som heter kodoner, var och en av dem kodar för en av de 20 aminosyrorna med vilka proteiner bildas; Här är det här genetisk kod tolkas för att i rätt ordning introducera en aminosyra samtidigt.

Post -translationella ändringar

De flesta av de fysikalisk -kemiska och funktionella egenskaperna för varje protein beror främst på informationen som kodas i DNA.

Cellerna lyckas emellertid öka mångfalden i sina proteiner avsevärt genom post -translationella modifieringar, som inte är något annat än kemiska modifieringar - medierade av enzymer - som lider vissa proteiner efter deras översättning.

Det kan tjäna dig: oxidasglukos: egenskaper, struktur, funktioner

Därför kan egenskaperna hos vissa proteiner inte slutas endast från aminosyrasekvensen som härrör från genetisk information.

Dessa modifieringar förekommer vanligtvis på aminosyravfall som gör.

Mer än 500 post -translationella modifieringar har beskrivits, men av dessa är de mest kända och studerade fosforylering, bildning av disulfidbroar, metylering, acetylering, hydroxylering, glykosylering, prenilation, ubiquitination och karboxylering.

Postradutional modifieringsprocess

De post -translationella modifieringarna, som vi har kommenterat, är kemiska modifieringar som lider av eukaryota cellproteiner efter deras syntes har inträffat, det vill säga deras översättning.

De har i allmänhet att göra med tillsats av kemiska grupper och/eller modifiering av aminosyravfall som utgör proteiner, men vissa viktiga modifieringar har också att göra med upprättandet av bindningar mellan aminosyror av samma protein, eller också med eliminering av aminosyror o peptider tecken med snitt eller Clivajes proteolytisk.

Dessa modifieringar är möjliga tack vare närvaron av vissa specialiserade cellulära enzymer och dessutom små storlekar av energisubstrat - de är inte spontana reaktioner - som till exempel:

• ATP (adenosin 5-fosfat)
• Acetylkoenzym A (acetyl CO-A)
• NAD+ (5'-nicinamid 5'-difosfatadenosin)
• S-Adenosil Metionina (SAM)
• 5'-difosfat uracil N-Acetylglukosamin (UDP-GRCNAC)
• Uracil 5'-glukosdifosfat (UDP-glukos)
• Bland andra

Några av de viktigaste modifieringarna efter överföring av translation switch (Suiches) Molekyl som aktiverar eller inaktiverar de enzymatiska funktionerna hos vissa proteiner, reglerar deras cellfunktion eller till och med dess intracellulära plats.

Till exempel syntetiseras många proteiner som tillhör intracellulära organeller i cytosolen med N-o-terminala ändar som motsvarar Signalsekvenser, som erkänns av andra proteiner som är ansvariga för att rikta dem till lämpligt fack och på vägen tas dessa signaler vanligtvis från proteinstrukturen.

Ett annat mycket slående exempel på post -translationella modifieringar som har att göra med proteolytisk clivaje är den av vissa hormoner och enzymer med proteasaktivitet, som är syntetiserade som inaktiva proteiner som behöver proteolytiskt avlägsnande av några av deras aminosyror för att bli deras aktiva former, som är syntes.

Konjugerade proteiner

Även om de inte alltid erkänns som sådana, är andra mycket viktiga post -translationella modifieringar de som involverar bildning av proteiner vars struktur består av en eller flera peptidkedjor associerade med en icke -proteinförening, antingen genom kovalenta bindningar eller svagare interaktioner och övergående.

I allmänhet klassificeras dessa proteiner enligt identiteten hos den icke -proteinfraktionen och kräver sådana delar för att utföra sina funktioner.

Det kan tjäna dig: blodagar

Dessa fraktioner eller delar kallas Protesgrupper Och ett bra exempel på dessa proteiner är hemoglobin, som är kopplad till en hemo -grupp.

Endoplasmatisk retikulum i handling

Många post -translationella modifieringar börjar inuti den grova endoplasmiska retikulum, där tillhörande ribosomer översätter proteiner när de sätts in i membranet i denna organell.

I endoplasmatisk retikulum får många proteiner sin slutliga strukturella konformation: deras signalsekvenser tas bort, vik i rätt form, disulfurbroar bildas, sockergrupper läggs till etc.

Typer av post -translationella modifieringar

Mer än 500 typer av olika post -translationella modifieringar har beskrivits i eukaryota celler; Följande lista grupperar några av de mest studerade:

1. Fosforylering

Överföring av en eller flera fosfatgrupper från högenergimolekyler, såsom ATP, mot aminosyrashydroxylgruppen såsom serin, treonin och tyrosin; Det förmedlas av enzymerna i gruppen av Män proteiner (Dessa fosfater avlägsnas av enzymer fosfataser).

Det är viktigt i många cellhändelser som uppdelning, signaltransduktion, kolhydratmetabolism, celltillväxt och celltcykelframsteg, bland andra.

2. Sulfonation

Detta är tillägget av en grupp -SO3H (sulfonic) exklusivt i avfallet med tyrosinaminosyran och är typisk för transmembraalproteiner eller proteiner som utsöndras. Det är katalyserat av tyrosil-sulfotransferasenzymer.

Det är en viktig process för funktionen hos många membranala receptorer, för vissa typer av intracellulär skyltning etc.

3. Disulfur Bridge -bildning mellan cysteiner

Denna process inträffar mellan cysteinrester och är en av de viktigaste post -translationella modifieringarna ur strukturell synvinkel. Disulfidbroarna är etablerade i organeller såsom Golgi -komplexet och endoplasmatisk retikulum, som har oxiderande miljöer.

Denna post -translationella modifiering har att göra med upprättandet av en viss strukturell konfiguration som vanligtvis är mycket viktig för aktiviteten hos många enzymer.

4. Metylering

Det består av tillsats av metylgrupper i aminosyror såsom lysin, arginin, histidin, glutamin och asparagin (N-metylering), såsom aspartat och glutamat (O-metylering) eller som cystein (S-metylering).

Det inträffar tack vare den katalytiska verkan av enzymer som kallas N-, O- eller S-metyltransferaser. Proteinmetylering är avgörande för reglering av genetisk transkription på histonproteinnivå, men har också en lägre roll i signaltransduktion.

5. Acetylering

Det innebär tillsats av acetylgrupper till lysinrester av vissa proteiner. Det katalyseras av acetyltransferasenzymer och har också mycket viktiga funktioner med tanke på regleringen av genetiskt uttryck (vid nivån av histonproteiner, som binder till DNA).

6. Hydroxylering

Det förekommer vanligtvis i prolin, lysin och asparaginavfall och katalyseras av järnberoende hydroxylasenzymer. De resulterande aminosyrorna, hydroxyprolen och hydroxilisin är mycket viktiga för mognad av vissa proteiner (inklusive kollagen) och för vissa antibiotika och svampdödande föreningar (hydroxiasparagin).

7. Glykosylering

Denna modifiering är en mycket viktig process för eukaryota celler. Det förekommer främst på serin- och asparaginavfall, men det kan också förekomma på hydroxyproliner eller hydroxilisiner.

Det kan tjäna dig: Evolutionism: Origin, Darwin, Social, Linear and Culture Evolutionism

Den består av tillsats av kolhydratmolekyler till proteinstrukturen och katalyseras av glykosyltransferasenzymer och förekommer särskilt i utsöndringsproteiner och hos de som finns på cellytan.

8. Prenila

Den består av överföringen av isaprenilos (lipid) grupper till vissa proteiner. De ansvariga enzymerna är specifika transfraser för varje grupp.

Denna process är viktig för förankring av vissa protein till cellmembran, men inträffar också under signaltransduktion etc.

9. Ubiquitination

Detta är det kovalenta tillsatsen av en eller flera kopior av peptiden känd som Ubiquitin. Detta tillägg varumärke Till proteiner för nedbrytning i ett proteinkomplex som kallas 26S -proteosomen.

Det representerar ett mycket effektivt intracellulärt regleringssystem och ansvarar för att förstöra proteiner genom en ATP-beroende väg och med deltagande av tre olika enzymer kallar E1, E2 och E3.

Exempel

Fosforylering och glysilation är två extremt viktiga post -translationella modifieringar för celllivet. Inte bara för att de kontrollerar många processer relaterade till kommunikation och cellcykel, utan också för att de är mycket vanliga bland eukaryoter.

P53 -protein är till exempel ett protein som kallas "tumörsuppressor" som används under vissa cancerbehandlingar. Dess aktivering beror på verkan av olika kinasproteiner som ansvarar för fosforylering av dess N-terminala ände.

Å andra sidan innehåller den eukaryota cellytan ett stort antal glykoproteiner (post -translationella modifierade proteiner genom tillsats av kolhydrater).

Många av dessa proteiner har viktiga funktioner i immunigenkänning, i cellmigrering, i erkännande och förening till receptorer, bland andra.

Referenser

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, s. (2015). Essential Cell Biology. Kransvetenskap.
2. Cox, m. M., & Nelson, D. L. (2008). Lehninger principer för biokemi. Wh freeman.
3. Garrett, R. H., & Grisham, c. M. (1999). Biokemi.
4. Grön, K. D., & Garneau-Tesodikova, s. (2010). Postranslationsmodifiering av proteiner.
5. Walsh, C. T., Garneau --Sodikova, s., & Gatto Jr, G. J. (2005). Post -translationella proteinmodifieringar: Kemin för proteomdiversifikationer. Angewandte Chemie International Edition, 44 (45), 7342-7372.